基于工業(yè)樹莓派和MQTT平臺打通OT和IT

一、應(yīng)用設(shè)備

OT端設(shè)備：步進電機，MODBUS TCP遠程I/O模塊，PLC設(shè)備
邊緣側(cè)設(shè)備：宏集工業(yè)樹莓派；
IT端設(shè)備：PC、安卓手機；
IT端軟件：宏集HiveMQ MQTT通信平臺

二、原理

宏集工業(yè)樹莓派通過MODBUS協(xié)議分別采集步進電機、MODBUS TCP IO 模塊、PLC設(shè)備數(shù)據(jù)，并在工業(yè)樹莓派完成一些簡單的數(shù)據(jù)處理。宏集 HiveMQ 將 PC 端配置為 MQTT Broker；工業(yè)樹莓派可通過MQTT協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C端；在手機端，操作人員可通過自行編寫的APP程序訂閱PC端的數(shù)據(jù)主題。

三、實際測試

1、工業(yè)樹莓派源碼

import threading
import time
from doctest import OutputChecker
from os import P_PID
from time import sleep
from threading import Thread
from tkinter import W
from myCtrlLib import *
import sys
import serial
import paho.mqtt.client as mqtt
import json
 
def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print(f"Connected with result code {rc}")
  
client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.connect("192.168.1.168", 1883, 60)
 
#讀取PLC數(shù)據(jù)
def read_plc_data():
    on_motor()
    i = 0
    j = 0
    while True:
        Weight = readFromName('Weight')         #讀取PLC重量值數(shù)據(jù)
        Humidity = readFromName('Humidity')     #讀取PLC濕度值數(shù)據(jù)
        Temperature = readFromName('Temperature')       #讀取PLC溫度值數(shù)據(jù)
         
        #讀取光電開關(guān)狀態(tài)，0表示兩個光電開關(guān)沒有被觸發(fā)；1表示光電開關(guān)1被觸發(fā)，2表示光電開關(guān)2被觸發(fā)，3表示兩個光電開關(guān)同時被觸發(fā)
        Switch = readFromName('Switch_1')
        sleep(1)
        Back_motor()
        sleep(1)
        Advance_motor()
 
        #根據(jù)光電開關(guān)狀態(tài)控制電機
        if Switch == 1:
            i = i+1
 
        if Weight > 500:
            j = 1
        else:
            j = 0
 
        #構(gòu)建JSON數(shù)據(jù)
        data = {
            'Stepping_motor_speed':300,     #電機轉(zhuǎn)速
            'Temperature':Temperature,      #溫度值
            'Humidity':Humidity,        #濕度值
            'Obj_weighth':Weight,            #重量值
        }
 
        json_data = json.dumps(data)
        client.publish('IndustrialProductionLin', payload=json_data, qos=0, retain=True)
        print(i)
 
#電機啟動
def on_motor():
    writeToName('Motor',1)
    pass
 
#電機正轉(zhuǎn)
def Advance_motor():
    writeToName('DIR',0)
    pass
 
#電機反轉(zhuǎn)
def Back_motor():
    writeToName('DIR',1)
    pass
 
#電機停止
def stop_motor():
    writeToName('Motor',0)
    pass
 
 
# 創(chuàng)建并啟動線程
plc_thread = threading.Thread(target=read_plc_data)
 
#啟動線程
plc_thread.start()
 
# 主線程等待兩個線程結(jié)束
plc_thread.join()

四、為何選擇宏集工業(yè)樹莓派和宏集 HiveMQ 方案？

1、宏集工業(yè)樹莓派集成了較多的現(xiàn)場總線協(xié)議，配合對應(yīng)的Python庫，能通過一些簡單配置就能夠?qū)崿F(xiàn)OT端數(shù)據(jù)的采集，例如該案例使用的MODBUS協(xié)議，通過PiCtory配置，就能夠編寫Python程序，快速實現(xiàn)OT端的數(shù)據(jù)對接；
2、宏集工業(yè)樹莓派目前最高配置達到了8GB RAM，性能上等同于一臺PC，能夠完成一些較為復(fù)雜的運算和輕量化機器學(xué)習(xí)模型。
3、宏集HiveMQ平臺是基于MQTT通信的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，支持快速配置MQTT Broker，支持高負載、高并發(fā)、高擴展性。在實際應(yīng)用中，能夠確保數(shù)據(jù)的快速穩(wěn)定傳輸，保證不會出現(xiàn)任何一條數(shù)據(jù)丟失。除此之外的話，它還支持企業(yè)級擴展，例如對接Kafka以及企業(yè)級信息安全管理等功能。